[发明专利]视频点播服务的流量管理的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于网络中的视频点播服务和视频数据传输的流量管理的方法 和系统，还涉及视频流量管理协议和涉及全球网络，如同在各独立权利要求的 前序部分中所限定的那样。

背景技术

众所周知，视频点播服务在网络中消耗高流量。例如，一个单个的视频流 就需要2-3Mbps，而对于HDTV，根据MPEG4标准必需8-12Mbps。

由于VoD服务的特性，视频数据流量随着网络中每个请求该服务的附加用 户所消耗的带宽而增长。因此，为了支持该服务而针对网络计算带宽要求是困 难的。为了比较它们，一个IP语音流需要大约100kbps的可用带宽。而对每个 会话，VoD流量消耗大约一百多倍的带宽。因此，建立网络来支持VoD服务使 其成为有保证的流量是不可能的，尽管对于VoiP服务是可能的。

另一方面，VoD数据流量也是实时流量，并且因此对网络支持的服务质量 (QoS)具有高的需求。仅仅如同用于因特网服务的尽力而为型(best effort)方 法是不可能的。特别是抖动和丢包率必须被保证在低范围内。VoD流量的典型 值为端到端抖动低于20ms以及丢包低于每30分钟一个。那种流量在网络中不 能被超额订出(overbook)。例如在接入网络中，作为整个网络的一部分，通常 具有抖动≤5ms的CoS 4和根据802.1Q的优先级6和7将用于VoD。

当网络中的VoD流量超额订出时，根本不会获得合适的视频质量。

其它QoS参数(延迟)将作为往返延迟而被测量，当某人请求流时，该往 返延迟是反应时间，并且该往返延迟应当少于2秒。但这是对机顶盒(STB) 和视频服务器的要求，而不是对网络的要求。对于下面发明的控制机制，这也 必须在考虑中。

为了同时支持非常难以计算的高带宽需求要求和禁止尽力而为型方法的高 QoS要求，需要高级流量管理。基于固定配置路径结合排队的静态方法和基于 每个节点中的流量级别的按优先序排列似乎是不充足的。

当前，网络供应商正在建立网络，以便支持基于高速因特网(HIS)、广播 电视(BTV)/VoD服务和IP语音服务(VoIP服务)的所谓三合一服务(triple play service)。

根据出售的服务等级协议(SLA)，计算HIS是非常容易的，并且HIS可以 作为有保证的和尽力而为型带宽的混合而被支持。

由于所使用的组播方案，广播电视是一种分布视频流的有效方式。它也执 行实时流量，但在那种情况下，整个流量从不高于独立于加入每个频道的用户 数量的所有频道的总和。因此，BTV流量也不难计算。

VoIP流量消耗相对小的带宽。因此，所有VoIP流量的总和通常可以被计算 为有保证的或固定分配的带宽，而不会在网络中超额订出。

在视频点播的情况下，这仍是重大的未知话题。在当前部署中，我们看到 VoD服务还没有被大量用户使用。

当前，VoD服务可以以两种主要方式来被支持：

渐进式下载

用户从网络加载视频数据文件并将其存储在自己的硬件装置中。在下载过 程中，用户可以已经观看了该视频。

优点是：用户可以不止一次观看该视频，而无需从网络将其再次加载。缺 点是：用户的驻地(premises)装置(CPE)需要存储该数据量的容量。

流式

用户加载视频数据并同时观看该视频数据。流式的主要优点是：用户不需 要在自己的设备中存储数据，但缺点是：如果用户想要再次看相同的视频，则 他不得不再次从网络流式传输(stream)该视频。

为了更好地理解涉及视频点播应用的现有技术，使用下面两幅附图：

图1示出了现有技术的当前网络中的具有集中式视频解决方案的网络结构。

有用于不同种类服务的不同种类的用户驻地设备(CPE，Customer Premises Equipment)。在VoD的情况下，通常有独立的机顶盒(STB)，该独立的机顶盒 (STB)从网络接收视频流并将其转换成不同种类的接口，以便连接可以看视频 文件的装置(通常是电视机)。此外，也可以使用普通的PC。在图1中，可以 看到边缘路由器背后的集中式视频解决方案。通过不同的网络阶段，在中央视 频解决方案服务器和CPE之间建立视频会话。

图2示出了现有技术的当前网络中的具有使用本地视频服务器LVS的分散 式视频解决方案的网络结构。